HETEROCHRONIJOS: PERAMORFOZĖ IR PEDOMORFOZĖ (SU PAVYZDŽIAIS) - BIOLOGIJA - 2025

Į heterochronijomis yra morfologinių pokyčių rinkinys - labai svarbus Macroevolution - pokyčių, kurie įvyksta ar susitarimų dėl greičio ir laiko kurti. Jie skirstomi į dvi dideles šeimas: pedomorfozę ir peramorfozę.

Pirmasis, pedomorfozė, reiškia, kad suaugęs išsaugo jaunatvišką išvaizdą, jei palyginsime juos su protėvių rūšimis. Priešingai, gydant peramorfozę (dar vadinamą pakartojimu) suaugusieji turi per dideles palikuonių rūšių savybes.

Šaltinis: Aš, Drow patinas

Kiekviena iš šių heterochronijų šeimų savo ruožtu turi tris mechanizmus, kurie paaiškina minėtų modelių egzistavimą. Dėl pedomorfozės jie yra progenezė, neotenija ir poslinkis, o peramorfozės mechanizmai yra hipermorfozė, pagreitis ir išankstinis poslinkis.

Šiuo metu raidos modelių ir evoliucijos santykio supratimas yra vienas ambicingiausių biologų tikslų ir būtent todėl gimė „evo-devo“ disciplina. Heterochronijos yra pagrindinė šios šakos sąvoka.

Kas yra heterochronijos?

Tradiciškai paprastai kalbama apie du evoliucijos biologijos, mikroevoliucijos ir makroevoliucijos pokyčių lygius. Pirmasis yra plačiai ištirtas ir siekia suprasti pokyčius, kurie vyksta alelinio dažnio pasitaikančiai populiacijai.

Priešingai, atsižvelgiant į valiutos kursą, makroevoliucija, reiškia pokyčių kaupimąsi mikroevoliucijos lygmenyje, kurie lemia diversifikaciją. Garsusis paleontologas ir evoliucijos biologas SJ Gould nurodo du pagrindinius makroevoliucinių pokyčių atsiradimo būdus: inovacijas ir heterochronijas.

Heterochronijos yra visa variacija, atsirandanti individo ongenetinės raidos metu, atsižvelgiant į veikėjo atsiradimo laiką arba jo formavimosi greitį. Šis ongenetinis pokytis turi filogenetines pasekmes.

Atsižvelgiant į evoliucijos biologiją, heterochronijos yra skirtos paaiškinti įvairius reiškinius ir veikia kaip koncepcija, vienijanti modelį, paaiškinantį įvairovę su plėtra susijusiais reiškiniais.

Šiandien ši sąvoka įgijo didelį populiarumą, todėl tyrėjai ją taiko skirtingais lygmenimis - ji nebesupranta vien morfologijos - įskaitant ląstelių ir molekulinius lygius.

Kokiame lygyje atsiranda heterochronijos?

Heterochronijose nustatytas palyginimas atliekamas remiantis palikuonimis, palyginti su jų protėviais. Kitaip tariant, grupės palikuonys lyginami su išorine grupe. Šis reiškinys gali pasireikšti skirtingais lygiais - vadinkite jį populiacija ar rūšimi.

Pavyzdžiui, mes žinome, kad mūsų populiacijoje ne visi vystymosi reiškiniai pasireiškia tuo pačiu metu visiems individams: dantų keitimo amžius nėra vienodas, taip pat nėra mergaičių pirmųjų menstruacijų amžiaus. .

Pagrindinis veiksnys yra tyrime naudojamas laiko tarpas. Rekomenduojama, kad tai būtų laikinai apribotas glaudžiai susijusios grupės tyrimas.

Atvirkščiai, bus akcentuojami aukštesnių lygių (pavyzdžiui, „phyla“) palyginimai, naudojant apytikslę laiko periodų atranką ir atskleidžiantys skirtumų modelius, kurių negalima naudoti norint nustatyti procesus.

Kaip jie tiriami?

Paprasčiausias ir greičiausias būdas nustatyti galimus evoliucijos įvykius, kuriuos galima paaiškinti heterochronijomis, yra fosilijos įrašų stebėjimas ir analizė. Šios procedūros idėja yra sugebėti atpažinti įvykius, susijusius su dydžiu ir amžiumi.

Paleontologų požiūriu, heterochronijos yra pagrindiniai procesai, skirti suprasti tam tikros grupės evoliuciją ir sugebėti atsekti jų filogenetinius ryšius.

Ontogenetiniai procesai, turintys įtakos augimo greičiui

Pedormofozė

Pedomorfozė atsiranda tada, kai suaugusiųjų formos pasižymi būdingomis jaunatviškumo savybėmis.

Yra trys įvykiai, kurie gali sukelti pedomorfozę. Pirmasis yra progenezė, kai bruožo susiformavimo laikas yra sutrumpintas, paprastai atsirandantis dėl lytinės brandos.

Kita vertus, neotelonija sumažina ongenetinės raidos pokyčius. Todėl suaugusiame amžiuje išlaikomos jaunatviškos savybės. Galiausiai poslinkis apima vėlyvojo bruožo vystymąsi.

Peramorfozė

Peramorfozė yra tam tikro suaugusio žmogaus morfologijos išaukštinimas ar pratęsimas, palyginti su jo protėviu.

Kaip ir pedomorfozėje, peramorfozę galima paaiškinti trimis įvykiais. Hipermorfozė apima brandos amžiaus vėlavimą, todėl kūnas auga, kol ateina brandumas. Šis procesas reiškia ongenetinio proceso pratęsimą.

Pagreitis reiškia valiutų kursų padidėjimą. Priešingai nei ankstesniu atveju, pagreičio metu protėvių ir palikuonių lytinės brandos amžius yra vienodas. Galiausiai išankstinis poslinkis reiškia ankstyviausią objekto pasirodymo pradžią.

Stuburiniams gyvūnams peramorfozė atrodo labiau teorinis modelis, o ne įvykis, atsirandantis realybėje. Duomenų yra nedaug, o labai specifiniais proceso atvejais.

Pavyzdžiai

Heterochronijos kuriant

Heterochronijas taip pat galima ištirti molekuliniu lygmeniu, ir šiems tyrimams atlikti yra skirtingos metodikos.

Pavyzdžiui, Kim ir kt. (2000) siekė suprasti įvairių Drosophila rūšių, vadinamų vaisių musėmis, ankstyvojo vystymosi heterochronijas.

Rezultatai rodo, kad trijose įvertintose rūšyse (D. melanogaster, D. simulans ir D. pseudoobscura) ankstyvosiose vystymosi stadijose laikinai pasikeitė ongenetinė trajektorija. D. simulansai parodė ankstesnius išraiškos modelius, po to sekė D. melanogasteris ir baigiasi ir D. pseudoobscura.

Laiko skalės, kuriomis genų ekspresija varijavo tarp rūšių, buvo mažesnė nei pusvalandis. Autoriai spėja, kad egzistuoja epigenetinė sąveika tarp tirtų genų raiškos ir ląstelių ciklo sinchronizacijos, dėl kurių egzistuoja morfologiniai skirtumai tarp rūšių.

Salamandrai

Salamandros yra klasikinis neotenijos pavyzdys, ypač Ambystoma mexicanum rūšis. Suaugusiems šios rūšies gyvūnams būdingos žiaunos, būdingos jaunikliams.

Žmonės

Spėliojama, kad žmonių morfologija yra neotenijos įvykio rezultatas. Pvz., Jei palyginsime mūsų kaukolės struktūrą, daugiau panašumų bus su mūsų jaunystės forma, o ne su suaugusiaisiais.

Nuorodos

1. Goswami, A., Foley, L., ir Weisbecker, V. (2013). Didelės heterochronijos modeliai ir pasekmės kaukolės kaukolės siūlų uždarymui. Žurnalas apie evoliucijos biologiją, 26 (6), 1294–1306.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai. „McGraw“ - kalva.
3. Kardongas, KV (2006). Stuburiniai gyvūnai: lyginamoji anatomija, funkcijos, evoliucija. McGraw-Hill.
4. Kim, J., Kerr, JQ, & Min, GS (2000). Ankstyvosios Drosophila raidos molekulinė heterochronija. Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, 97 (1), 212–216.
5. Smithas, KK (2003). Laiko strėlė: heterochronija ir raidos raida. Tarptautinis raidos biologijos žurnalas, 47 (7–8), 613–621.